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阻燃材料你知多少?

阻燃材料顾名思义是指能够阻止或者延滞燃烧而自己并不容易燃烧的一类材料。常见的比如阻燃PP、阻燃PA、阻燃ABS等,这类阻燃材料都是通过添加阻燃剂来实现阻燃效果,通常都具有的优异的阻燃性,高灼热丝及高CTI值,比较知名的如塑益安™等,这类材料已被大量应用于各个领域。但还有小部分阻燃材料可能大家并不是很熟悉,这类材料不需要添加阻燃剂就可实现阻燃效果,即阻燃性工程塑料。阻燃性工程塑料在具有优异阻燃性同时通常也具有其他一些优良性能,例如强度、尺寸稳定性、耐化学品性和耐磨性等等。

 

阻燃性工程塑料主要包括:聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚苯硫醚(PPS)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚苯砜(PPSU)、聚醚砜(PES)和液晶聚合物(LCP)。其他一些聚合物诸如:PC、PVC、改性聚苯醚(PPO)等都具有一定的阻燃性,但是需要加入一定量的添加剂来提高这种性能。下文笔者就前四种比较常见的阻燃性工程塑料作简单归纳:

 

PEEK: 聚醚醚酮

 

PEEK是一种线性芳香型半结晶聚合物,使用温度为260℃。PEEK 1.45mm的样条其燃烧等级能达到V-0级,在燃烧过程中,烟以及有毒气体的排放量都极低。另外,PEEK对于化学品、热水和热蒸汽都有极高的耐受性。目前,有很多汽车部件采用PEEK树脂来制造,例如:齿轮、轴承等。在化学流程工业中,许多泵和阀都是用PEEK制造的,油井设备、半导体也经常见到PEEK树脂的身影。PEEK能够通过注射、挤出和压缩成型等方式进行加工。

 

PEI:聚醚酰亚胺

 

PEI是一种无定型聚合物,连续使用温度达到180℃,对于烃类、含卤溶剂、水以及汽车液体具有很强的耐受性。0.25mm的样条就能达到V-0级,并具有较低的烟排放量,能够耐受多种化学物质,具有较高的强度、模量以及高温抗蠕变性。在汽车零部件的制造中,PEI可以代替金属制造风门、传感器、空气调节器、点火系统零部件以及传动系统配件。PEI的阻燃性以及低发烟量和低有毒气体排放也使这种材料应用在航空航天器上,例如气体和燃料阀门、方向盘、内装饰表面、食品托盘等。采用PEI材料制造的电子照明部件如连接器、反射镜也是为了发挥该聚合物阻燃性的优势。PEI可以注射成型进行加工,所制得的部件壁厚可以达到0.25mm。

 

PPS:聚苯硫醚

 

PPS是一种半结晶聚合物,其分子结构是由硫原子和苯环交替连接而成,PPS树脂具有高的热稳定性和化学稳定性。PPS树脂的使用温度为200℃,在燃烧过程中有焦化的趋势,这有利于阻止火焰的蔓延。1.5mm厚的PPS样条阻燃级别能达到V-0级。大多数PPS树脂通过添加玻纤和矿物填料制成部件,这类材料具有很高的模量、抗蠕变性以及耐化学品性,能够进行精密成型制造公差要求较高的部件。

 

PVDF:聚偏氟乙烯

 

PVDF除了具有阻燃性,还具有极强的刚性、抗磨性、抗腐蚀性、化学稳定性以及良好的耐候性。在149℃时,PVDF仍然能够保持机械性能。PVDF能够制成型材、片材、管材以及膜等,一般用在化学储藏和加工设备、流体处理、半导体设备、汽车、建筑、电子等领域。

 

阻燃性工程塑料由于其一些无法比拟的优异性能,通常这类材料比那些不具备阻燃性的材料价格更高,然而在高性能要求以及高阻燃性的应用场合这类材料就可以发挥用武之地了。